Ernest Rutherford

Ernest Rutherford

Ernest Rutherford, 1er baron Rutherford of Nelson (né le 30 août 1871 à Spring Grove près de Nelson , Nouvelle-Zélande , † 19 octobre 1937 à Cambridge , Royaume-Uni ) était un physicien britannique qui reçut le prix Nobel de chimie en 1908 . Rutherford est considéré comme l'un des plus importants physiciens expérimentateurs .

En 1897, Rutherford s'est rendu compte que le rayonnement ionisant de l' uranium se compose de plusieurs types de particules. En 1902, il a émis l'hypothèse que les éléments chimiques se transforment en éléments de numéro atomique inférieur par désintégration radioactive . En 1903 , il distingue la radioactivité en alpha rayonnement , le rayonnement bêta et le rayonnement gamma en fonction de leur capacité de pénétration de plus en plus et introduit le terme demi-vie . Ce travail a reçu le prix Nobel de chimie en 1908 .

Sa contribution la plus connue à la physique atomique est le modèle atomique de Rutherford , qu'il a dérivé de ses expériences de diffusion de particules alpha sur une feuille d'or en 1911 . Rutherford a développé le modèle atomique de Thomson , qui avait supposé une distribution de masse uniforme.

Rutherford a démontré expérimentalement pour la première fois en 1917 que l'irradiation avec des particules alpha peut convertir un noyau atomique (en utilisant de l' azote ) en un autre (dans son cas en l'élément suivant plus lourd, l' oxygène ). Au cours de ces expériences, il a découvert le proton . Sous sa direction, John Cockcroft et Ernest Walton ont "brisé" un noyau atomique avec des particules artificiellement accélérées ; Le lithium bombardé de protons a été converti en deux particules alpha, c'est-à - dire des noyaux d' hélium . Un autre scientifique de Cambridge, James Chadwick , réussit en 1932 à démontrer expérimentalement le neutron , ce que Rutherford avait théoriquement postulé des années plus tôt.

Vivre et agir

Origine et éducation

Ernest Rutherford était le quatrième des douze enfants de James Rutherford (1838-1928) et de son épouse Martha Thompson (vers 1843-1935). Ses parents ont immigré en Nouvelle-Zélande alors qu'ils étaient enfants . De Spring Grove , la famille a déménagé à Foxhill en 1876 . À partir de mars 1877, Rutherford y fréquenta l' école primaire dirigée par Henry Ladley . En 1883, la famille déménagea à Havelock , où leur père dirigea un moulin à lin qu'il construisit sur la rivière Ruakaka . Pour des raisons économiques, la famille a dû déménager à nouveau cinq ans plus tard, cette fois à Pungarehu sur l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande . Soutenu par une subvention du Marlborough Education Board, Rutherford fréquente le Nelson College de 1887 à 1889 . Là, il joua dans l' équipe de rugby et fut préfet en chef en 1889. Son intérêt pour les mathématiques et les sciences a été encouragé par son professeur William Still Littlejohn (1859-1933).

À partir de février 1890, Rutherford étudie au Canterbury College de Christchurch . Là, le professeur de mathématiques et de philosophie naturelle Charles Henry Herbert Cook (1843-1910) a promu le talent mathématique de Rutherford, tandis que le professeur de chimie Alexander William Bickerton (1842-1929), qui a également enseigné la physique, a suscité l'intérêt de Rutherford pour la physique. En 1892, Rutherford réussit les examens du baccalauréat ès arts , en 1893, il obtint une maîtrise ès arts et, un an plus tard, un baccalauréat ès sciences . Les premières recherches de Rutherford portaient sur l'influence des ondes hertziennes à haute fréquence sur les propriétés magnétiques du fer et ont été publiées dans les Transactions of the New Zealand Institute .

Pendant ce temps, Rutherford a vécu dans la maison de la veuve Mary Kate De Renzy Newton, secrétaire de la Woman's Christian Temperance Union . Là, il a rencontré sa fille, sa future épouse Mary "May" Georgina Newton (1876-1945).

Rutherford postule en 1894 pour la place néo-zélandaise une " Bourse d'exposition 1851 ", une bourse financée par les surplus de la Grande Exposition de 1851 à Londres. Il a été défait avec sa candidature au chimiste James Scott Maclaurin (1864-1939) de l' Auckland University College . Lorsque Maclaurin n'a pas accepté la bourse de 150 £ destinée à un voyage d'étude en Grande-Bretagne, Rutherford l'a reçue en tant que deuxième candidat.

Le 1er août 1895, Rutherford quitta la Nouvelle-Zélande sur un bateau à vapeur en provenance de Wellington . Lors d'une escale, il a fait la démonstration de son détecteur d'ondes hertziennes à William Henry Bragg à l' Université d'Adélaïde et a reçu une lettre de recommandation de Bragg. En octobre 1895, Rutherford commença à travailler au laboratoire Cavendish de l' Université de Cambridge , dirigé par Joseph John Thomson . Initialement, il était soucieux d'améliorer la sensibilité de son détecteur, qu'il pourrait bientôt utiliser pour détecter les ondes radio à une distance d'environ 800 mètres. Thomson, qui a rapidement reconnu le talent expérimental de Rutherford, a invité Rutherford au début du semestre de Pâques en 1896 pour l'aider à étudier la conductivité électrique des gaz . Ils ont utilisé les rayons X découverts quelques mois plus tôt pour déclencher la conductivité dans les gaz. Rutherford a développé les techniques expérimentales pour mesurer la vitesse de recombinaison et les vitesses des ions formés sous l'action des rayons X . Au cours des années suivantes, Rutherford a poursuivi ces expériences en utilisant le rayonnement ultraviolet .

Après deux ans à Cambridge, Rutherford obtient son « BA Research Degree » en 1897. Grâce au plaidoyer de Thomson, il a reçu la bourse Coutts-Trotter de 250 livres par an du Trinity College en 1898 , ce qui a permis à Rutherford de passer une autre année à Cambridge.

Professeur à Montréal, Manchester et Cambridge

Le bâtiment de physique nouvellement construit à l'Université McGill était l' une des installations de recherche les plus modernes de son époque.
Le laboratoire d'Ernest Rutherford dans le Laboratoire Cavendish, 1926

En 1898, il reçoit un appel à l'Université McGill de Montréal ( Canada ), où il travaille jusqu'en 1907. Pour les recherches qu'il a menées pendant cette période, il a reçu le prix Nobel de chimie en 1908 .

Il a ensuite commencé à enseigner à l' Université de Manchester en Angleterre , où il a travaillé avec les futurs lauréats du prix Nobel tels que Niels Bohr et Patrick Blackett , entre autres .

Pendant la Première Guerre mondiale , il se rend aux États - Unis en 1917 avec Henri Abraham et Charles Fabry pour discuter de la question de la défense anti-sous-marine .

En 1919 , il est allé à Cambridge en tant que professeur , où il était directeur du Laboratoire Cavendish . En 1921, son ouvrage est paru Nuclear Constitution of Atoms (dt. : À propos de la structure du noyau des atomes) . De 1925 à 1930, il est président de la Royal Society .

En 1933, il aida William Henry Beveridge à fonder l' Academic Assistance Council (AAC, aujourd'hui Council for Assisting Refugee Academics ), dont il devint le premier président.

En 1934, avec Mark Oliphant et Paul Harteck, il réussit la découverte du tritium et la première mise en œuvre ciblée d'une réaction de fusion nucléaire .

Les cendres de Rutherford ont été enterrées dans l'abbaye de Westminster à Londres près de la tombe d' Isaac Newton .

Prix ​​et reconnaissance

Ernest Rutherford sur le billet de 100 dollars néo-zélandais
La tombe de Lord Rutherford dans l'abbaye de Westminster

Rutherford est l'un des scientifiques les plus honorés au monde. La couronne britannique l'a anobli en 1914 en tant que Chevalier Bachelor , l'a accepté en 1925 dans l' Ordre du Mérite et l'a élevé au rang de pair héréditaire en 1931 sous le nom de Baron Rutherford of Nelson , de Cambridge dans le comté de Cambridge .

Un 1 906 nouvellement découvert et Willy Marckwald décrit un minéral d' uranyle a reçu en son honneur le nom de rutherfordine . En plus du prix Nobel de chimie, qui lui a été décerné en 1908, Rutherford a reçu de nombreux prix et distinctions scientifiques et universitaires. La Royal Society lui a décerné la médaille Rumford en 1904 et a honoré Rutherford en 1922 de leur plus haute distinction, la médaille Copley en or. L' Accademia delle Scienze di Torino l'a honoré en 1908 avec l'attribution du prix Bressa (Premio Bressa). L' Université Columbia a décerné à Rutherford tous les cinq ans la médaille Barnard pour l'année 1910

En 1906, il est élu à l' Académie des sciences de Göttingen , en 1911 à l' Académie nationale des sciences et en 1915 à l' Académie américaine des arts et des sciences . Il a reçu la Médaille Franklin de l' Institut Franklin de Philadelphie en 1924 , la Médaille Albert de la Société royale des Arts en 1928 et la Médaille Faraday de l' Institution of Electrical Engineers en 1930 . En 1921 , il est élu membre honoraire de la Royal Society of Edinburgh . En 1922, il devint membre correspondant et en 1925 membre honoraire de l' Académie des sciences de l'URSS . En 1932, il est nommé membre honoraire de l' Académie allemande des sciences Leopoldina .

Le Conseil de la Physical Society de Londres a fondé la Rutherford Memorial Lecture en 1939, qui a donné lieu à la Rutherford Medal and Prize en 1965 .

À la mi-1946, Edward Condon et Leon Francis Curtiss (1895-1983) ont proposé par le National Bureau of Standards des États -Unis d' introduire une nouvelle unité physique Rutherford avec le symbole d'unité rd pour mesurer l' activité , mais cela n'a pas prévalu.

Le 3 novembre 1992, la Banque de Nouvelle-Zélande a émis un billet de 100 $ avec un portrait de Rutherford. En 1997, l'élément 104 a finalement été nommé rutherfordium en son honneur .

Dans la série des 100 meilleurs créateurs d'histoire de la Nouvelle-Zélande en 2005 , Rutherford a été élu le Néo-Zélandais le plus influent de l'histoire. Un mémorial a été construit dans son lieu de naissance et son ancienne école primaire à Foxhill garde sa mémoire vivante avec le "Rutherford Memorial Hall".

Un cratère martien porte son nom en 1973 et un cratère lunaire en 1976. Rutherford Ridge en Antarctique porte son nom depuis 2008, et un astéroïde porte son nom depuis 2021 : (5311) Rutherford .

Polices (sélection)

Livres

Éditions originales anglaises

  • Activité radiophonique . 1ère édition, At the University Press, Cambridge 1904 (en ligne ) ; 2e édition, 1905 ( en ligne ).
  • Transformations radioactives . Archibald Constable & Co., Londres 1906 (en ligne ).
  • Substances radioactives et leurs rayonnements . Aux Presses universitaires, Cambridge 1913 (en ligne ).
  • Rayonnements provenant de substances radioactives . University Press, Cambridge 1930 (avec James Chadwick et Charles Drummond Ellis).
  • Transmutation artificielle des éléments. Étant la trente-cinquième conférence Robert Boyle . (= Conférence Robert Boyle, Volume 35), H. Milford, Oxford University Press 1933
  • La nouvelle alchimie . Presses universitaires, Cambridge 1937.

traductions en allemand

  • La radioactivité . Edition autorisée complétée par Emil Aschkinass, Julius Springer, Berlin 1907 (en ligne ) avec le concours de l'auteur .
  • Conversions radioactives . Traduit par Max Levin, Friedrich Vieweg and Son, Braunschweig 1907 (en ligne ).
  • Substances radioactives et leur rayonnement . Traduit par Erich Marx, Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig 1913.
  • À propos de la structure centrale des atomes. Conférence Boulanger . Traduction autorisée par Else Norst, Hirzel, Leipzig 1921.

Articles de magazines

  • Le rayonnement de l'uranium et la conduction électrique qu'il produit . Dans : Revue philosophique . 5ème épisode, tome 47, numéro 284, 1899, pp. 109-163 ( doi : 10.1080 / 14786449908621245 ).
  • Une substance radioactive émise par les composés du thorium . Dans : Revue philosophique . 5ème épisode, volume 49, numéro 296, 1900, pp. 1-14 ( doi: 10.1080 / 14786440009463821 ).
  • Radioactivité produite dans les substances par l'action des composés du thorium . Dans : Revue philosophique . 5ème épisode, tome 49, numéro 297, 1900, pp. 161-192 ( doi : 10.1080 / 14786440009463832 ).
  • Comparaison des rayonnements des substances radioactives . Dans : Revue philosophique . 6ème épisode, volume 4, numéro 19, 1902, pp. 1-23 (avec Harriet T. Brooks ; doi : 10.1080 / 14786440209462814 ).
  • La cause et la nature de la radioactivité. - Partie I . Dans : Revue philosophique . 6ème épisode, tome 4, numéro 21, 1902, pp. 370-396 (avec Frederick Soddy ; doi : 10.1080 / 14786440209462856 ).
  • La cause et la nature de la radioactivité. - Partie II . Dans : Revue philosophique . 6ème épisode, tome 4, numéro 21, 1902, pp. 569-585 (avec Frederick Soddy ; doi : 10.1080 / 14786440209462881 ).
  • La déviation magnétique et électrique des rayons facilement absorbés du radium . Dans : Revue philosophique . 6ème épisode, tome 5, numéro 25, 1903, pp. 177-187 ( doi : 10.1080 / 14786440309462912 ).
  • Une étude comparative de la radioactivité du radium et du thorium . Dans : Revue philosophique . 6ème épisode, tome 5, numéro 28, 1903, pp. 445-457 (avec Frederick Soddy ; doi : 10.1080 / 14786440309462943 ).
  • Condensation des émanations radioactives . Dans : Revue philosophique . 6ème épisode, tome 5, numéro 29, 1903, pp. 561-576 (avec Frédéric ; doi : 10.1080 / 14786440309462959 ).
  • Conférence Boulangerie. Constitution nucléaire des atomes. Dans : Actes de la Royal Society of London / A. 97, numéro 686, 1920, pp. 374-400 ( doi: 10.1098/ rspa.1920.0040 ).

Littérature

  • Edward Andrade : Rutherford et la nature de l'atome . (= Série d'études scientifiques . Numéro 29). Heinemann, 1964.
    • Edward Andrade : Rutherford et l'atome. Le début de la nouvelle physique . Traduit de l'américain en allemand par Klaus Prost, Desch, Munich 1965.
  • Lawrence Badash (éd.) : Rutherford et Boltwood. Lettres sur la radioactivité . Yale University Press, New Haven 1969.
  • Lawrence Badash : Catalogue de correspondance de Rutherford . Institut américain de physique, New York 1974.
  • John Campbell : Rutherford. Scientifique suprême . Publications AAS, Christchurch 1999, ISBN 0-473-05700-X .
  • John Campbell : les ancêtres de Rutherford . Publications AAS, Christchurch 1996, ISBN 0-473-03858-7 .
  • James Chadwick (Ed.) : Les papiers collectés de Lord Rutherford of Nelson . 3 volumes, George Allen et Unwin, Londres 1962-1965.
  • Arthur Eve : Rutherford . Cambridge University Press, Cambridge 1939.
  • Mark Oliphant : Rutherford. Souvenirs des Cambridge Days . Elsevier, Amsterdam 1972, ISBN 0-444-40968-8 .
  • Richard Reeves : Force of Nature : The Frontier Genius of Ernest Rutherford . WW Norton & Company, 2008, ISBN 978-0-393-33369-5 .
  • David Wilson : Rutherford. Génie simple . MIT Press, Cambridge 1983, ISBN 0-262-23115-8 .

liens web

Commons : Ernest Rutherford  - Collection d'images, de vidéos et de fichiers audio

Preuve individuelle

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  4. John Campbell : les ancêtres de Rutherford . 1996, page 20.
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  29. Ernest Rutherford dans le Gazetteer of Planetary Nomenclature of the IAU (WGPSN) / USGS